VI. Фотоэффект

Фотоэффект — это явление испускания электронов веществом под действием электромагнитного излучения.

Анализ этого явления привел к представлению о световых квантах и сыграл важную роль в развитии современных теоретических представлений.

Фотоэффект был открыт в 1887 году немецким физиком Г. Герцем. Пер­вые фундаментальные исследования фотоэффекта выполнены русским уче­ным А.Г. Столетовым (1888 г.), а затем немецким физиком Ф. Ленардом. Первое теоретическое объяснение законов фотоэффекта дал А.Эйнштейн. Принципиальная схема установки для исследования фотоэффекта (схема А.Г. Столетова) приведена на рисунке 6.1. Два электрода в вакуумной трубке подключены к батареям так, что с помощью потенциометра R можно изменять не только значение, но и знак подаваемого напряжения. Через кварцевое стекло катод облучается, моно­хроматическим светом. Фототок измеряется микроамперметром.

Рис.6.2

значениях освещенности ( > ) изображена на рис. 6.2. Пологий характер зависимостей показывает, что электроны вылетают из катода с различными скоростями. Значение тока насыщения определяется таким значением напряжения, при котором все электроны, испускаемые катодом, достигают анода. При этом:

(6.1)

где п — число электронов, испускаемых катодом в 1с.

При U=0 фототок не исчезает. Электроны, выбитые светом из катода, обладают некоторой начальной скоростью, а значит, и отличной от нуля ки­нетической энергией и могут достичь анода без внешнего электрического поля. Для того, чтобы фототок стал равным нулю, к электродам необходимо приложить задерживающее напряжение .

При ни один электрон не достигает анода, следовательно,

(6.2)

Измерив , можно определить максимальные значения начальной ско­рости электронов.

Законы внешнего фотоэффекта: